Тарирование тензорезисторов (датчиков сопротивления) на тарировочной балочке (Лабораторная работа № 3)

Страницы работы

Содержание работы

НОВОСИБИРСКИЙ   ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ (Сибстрин)

                                                                                  Кафедра  железобетонных

конструкций                                                                                                                                                                                                      

Лабораторная работа  № 3

«Тарирование тензорезисторов (датчиков сопротивления)

на тарировочной балочке»

Выполнил: ст.       гр.,                       .

     Проверил:

г. Новосибирск - 2013 г.

1.  Цель работы: Знакомство с методами тензометрии при проведении испытаний строительных конструкций

Тензорезисторы (датчики сопротивления) широко применяются при тензометрических исследованиях. Их преимущества – дешевизна, малый размер и вес, простота установки на конструкцию; недостатком является одноразовость использования и существенное отклонение характеристик для различных партий тензорезисторов. Для достижения требуемой точности измерений необходимо производить тарировку каждой партии тензорезисторов совместно с измерителем деформаций, используемым для испытания конструкции. Тарирование заключается в определении цены делении цены деления прибора с достаточной для данных измерений точностью. В одну партию отбираются тензорезисторы одного типа и размера, изготовленные из полностью идентичного материала и имеющие равное сопротивление (отклонение в партии не более +/- 0,1 ом). Тарированию на тарировочной балочке подвергается выборочно 5-10% общего количества тензорезисторовв каждой партии. Полученная при тарировании цена деления прибора используется для определения деформации остальных тензорезисторов данной партии, наклеенных на испытываемую конструкцию.

2.  Теоретические предпосылки.

Как известно, первоначальное сопротивление проводника определяется по формуле :

где: – длина проводника,

 – площадь его поперечного сечения,

 - удельное сопротивление материала, из которого изготовлен проводник.

Принцип работы тензорезисторов основан на изменении сопротивления проводника (металла) при его деформировании. Это свойство называется тензочувствительностью или тензоэффектом и может быть выражено коэффициентом тензочувствительности.

где:  и  - первоначальная величина и приращение омического сопротивления тензорезистора,               - его относительная деформация,

   - удельное сопротивление проводника и его приращение от деформации,

 - коэффициент Пуассона, учитывающий зависимость между продольной и поперечной деформацией проводника.

При тарировании тензорезисторов одновременно учитывается их тензочувствительность и погрешность измерителя деформаций, поэтому специального определения коэффициента тензочувствительности не требуется.

3.  Применяемые приборы и оборудование.

a)  Тензорезисторы.

Проводниковые тензорезисторы обычно изготовляются из сплавов с никелем, таких как константан, реже эдванс, эливар, а так же из сплава никеля с хромом, железом и марганцем – нихром. Для этих сплавов характерна высокая стабильность электрических и механических свойств и очень малый температурный коэффициент сопротивления, обеспечивающие высокую точность измерений. Наибольшее распространение имеют проволочные и фольговые проводниковые тензорезисторы.

Проволочный тензорезистор изготовлен из несколько близко расположенных петель константановой проволоки диаметром 0,012 – 0,03 мм, приклеенных к пленочной или бумажной подложке толщиной 0,02 – 0,05 мм (Рис.1). Для удобства электрического монтажа к концам константановой проволоки припаяны медные токовыводящие проводники в виде проволоки диаметром 0,1-0,2 мм или фольги сечением 0,05*0,8 мм.

Тензорезистор имеет базу измерений , равную длине петли константановой проволоки. Число петель принимается минимальным, что бы уменьшить влияние поперечной тензочувствительности, снижающей основную характеристику тензорезистора – его осевую тензочувствительность. Проволочные петлевые тензорезисторы выпускаются с базой от 5 до 100 мм и сопротивлением от 50 до 400 ом.

Фольговые тензорезисторы обладают по сравнению с проволочными рядом преимуществ: высокая технологичность изготовления, возможность получения тензорешетки любой формы, низкая поперечная тензочувствительность, полученная в результате уширения поперечных перемычек на концах петель, высокая стабильность параметров и т.д.

Тензорезисторы изготовляются из фольги методом фотопечати и травления. Для обычных тензорезисторов применяется константановая фольга, для высокотемпературных – нихромовая. Толщина фольги не должна превышать 4-6 микрон (0,004-0,006 мм). Общий вид фольговых тензорезисторов различного типа показан на рис.2.

Тензорезисторы приклеиваются к испытываемой конструкции тонким слоем клея БФ-2, БФ-4 и т.д. В случае необходимости сверху наноситься гидроизолирующий состав, предохраняющий тензорезистор от увлажнения.

b)  Мост Уитстона.

Мост Уитстона состоит из четырех плеч (резисторов) АВ, ВС, СД, ДА с омическим сопротивлением RА , RК , R2 , R1  В одну диагональ моста между точками А и С включается источник тока (1), а в другую между точками В и Д – высокочувствительный гальванометр (2). Измерение омического сопротивления основано на следующем свойстве моста Уитстона: если подобрать величину сопротивления плеч моста таким образом, чтобы соблюдалось равенство:   =  , то в диагонали моста (между точками В и Д) тока не будет и стрелка гальванометра  остановить на нулевом делении (баланс моста). Если теперь изменить одно из сопротивлений, например, увеличить сопротивление RА  на величину D RА   , то в диагонали моста (между точками В и Д) появиться ток, величина которого зависит от D RА   (разбаланс моста).

Похожие материалы

Информация о работе

Тип:
Методические указания и пособия
Размер файла:
2 Mb
Скачали:
0